रोबोटिक वेल्डिंग / पेंटिंग

सेवा में क्या शामिल है

हम उन वेल्डिंग और पेंटिंग रोबोटों के लिए नियंत्रण-प्रोग्राम लिखते हैं जो पहले से ग्राहक के उत्पादन में हैं, और उन्हें किसी ख़ास पुर्जे व फ़िक्सचर के अनुसार सेट करते हैं। काम में टॉर्च या स्प्रेयर की गति-ट्रैजेक्टरी बनाना, सीवन और कोटिंग-परत के पैरामीटर तय करना, टूल की निर्देशांक प्रणाली व आधार-तलों की कैलिब्रेशन, सेंसरों से सिग्नल संभालना शामिल है। उपकरण ख़ुद ग्राहक का है: उसका मैनिपुलेटर वेल्ड और पेंट करता है, और हम वह लॉजिक तैयार करते हैं जिससे वह यह दोहराने योग्य ढंग से करता है। अलग से उत्पाद बदलने के परिदृश्य, आपातकालीन रुकाव और सुरक्षित क्षेत्र लिखते हैं ताकि लाइन को पूरे प्रोजेक्ट को फिर लिखे बिना दोबारा सेट किया जा सके। नतीजा जाँचे गए कोड और बिंदुओं, गतियों व पैरामीटरों के दस्तावेज़ के रूप में सौंपा जाता है, जो ग्राहक की मशीन से जुड़ा होता है।

काम की प्रक्रिया कैसी है

रोबोटिक वेल्डिंग और पेंटिंग इस पर टिकती है कि मैनिपुलेटर टूल को पहले से तय ट्रैजेक्टरी पर, गति, कोण और सतह से दूरी के नियंत्रण के साथ चलाता है। प्रोग्राम पुर्जे के कंटूर को आधार-बिंदुओं और खंडों में बाँटता है, जिनके बीच कंट्रोलर गति का प्रक्षेप करता है, सीवन-क्षेत्र में स्थिर रैखिक गति या छिड़काव में समान ओवरलैप बनाए रखते हुए। प्रक्रिया के पैरामीटर (आर्क की धारा व वोल्टेज, तार की फ़ीड, पेंट का दबाव व प्रवाह) ट्रैजेक्टरी पर स्थिति से सिंक्रनाइज़ होते हैं, और सेंसरों का फ़ीडबैक विचलन को रीयल-टाइम में ठीक करता है। हम यह लॉजिक कंट्रोलर के कोड में लिखते हैं, उसे सिमुलेशन में और खाली चलाकर परखते हैं, फिर धातु पर बारीकी से सेट करते हैं। भौतिक काम ग्राहक का उपकरण करता है, हमारा हिस्सा वह एल्गोरिद्म और पैरामीटर हैं जिनके अनुसार वह काम करता है।

औद्योगिक रोबोट कहाँ से चले

पहला औद्योगिक रोबोट Unimate 1961 में ट्रेंटन, न्यू जर्सी के General Motors कारख़ाने में काम पर लगा, जहाँ वह डाई-कास्टिंग मशीन से माल उतारता था। मशीन की कल्पना जॉर्ज डेवोल ने की, जिन्होंने बुनियादी पेटेंट 1954 में ही दाख़िल किया (1961 में मिला), और जोसेफ़ एंगेलबर्गर ने; साथ मिलकर उन्होंने Unimation कंपनी बनाई। रोबोटिक वेल्डिंग एक अलग दिशा के रूप में 1969 तक उभरी: लॉर्ड्सटाउन, ओहायो के पुनर्निर्मित GM कारख़ाने में Unimate रोबोटों पर रेज़िस्टेंस स्पॉट-वेल्डिंग की लाइन लगभग 110 बॉडी प्रति घंटा जोड़ती थी। 1970 के दशक में तकनीक को यूरोपीय कार-कारख़ानों (Mercedes-Benz, Volvo, Fiat) ने अपनाया, और बॉडी की स्पॉट-वेल्डिंग मैनिपुलेटरों का पहला बड़े पैमाने का काम बनी। यह वंशावली बताती है कि आधुनिक वेल्डिंग सेलें आज भी दोहराने योग्य ट्रैजेक्टरी और स्थिर आर्क-नियंत्रण के इर्द-गिर्द क्यों बनती हैं।

सॉफ़्टवेयर हिस्सा क्यों अहम है

वेल्डिंग और पेंटिंग में नतीजा मैनिपुलेटर की शक्ति से नहीं, बल्कि ट्रैजेक्टरी की सटीकता और पैरामीटरों के गति से सिंक्रनाइज़ेशन से तय होता है। टॉर्च का मिलीमीटर के अंश में विचलन या सीवन-क्षेत्र में गति का झटका अधूरा प्रवेश, अंडरकट या जलन देता है, और स्प्रेयर का असमान चक्कर बहाव और असमान मोटाई की कोटिंग छोड़ता है। टूल के झुकाव-कोण, कोनों पर ठहराव और त्वरण की सहजता का नियंत्रण सीधे सीवन की ज्यामिति और सामग्री की खपत पर असर डालता है। इसीलिए मुख्य इंजीनियरिंग काम कोड और कैलिब्रेशन में जाता है: ठीक प्रोग्राम ही प्रक्रिया को पुर्जे-दर-पुर्जे सहनशीलता में रखता है। ग्राहक का उपकरण गति को ऊँची सटीकता से दोहराने में सक्षम है, पर उस सटीकता को सही तय और जाँचना ज़रूरी है, वरना दोहराव गुणवत्ता के विरुद्ध काम करता है।

हम किन भाषाओं पर काम करते हैं

Universal Robots मैनिपुलेटरों के लिए हम URScript पर लिखते हैं: यह उनके कंट्रोलर की भाषा है, जो गति तय करती है, इनपुट-आउटपुट तक पहुँचती है और सिग्नल-प्रसंस्करण का लॉजिक सीधे नियंत्रण-प्रोग्राम में जोड़ती है। ABB रोबोटों के लिए RAPID इस्तेमाल करते हैं, उनके कंट्रोलरों की मानक भाषा, जिस पर बिंदु, ट्रैजेक्टरी, प्रक्रिया-पैरामीटर और सेल के परिधीय उपकरण से अंतःक्रिया वर्णित होती है। जब कार्य के लिए मशीन-विज़न, कई उपकरणों का समन्वय या सेंसर-डेटा का जटिल प्रसंस्करण चाहिए, तो ROS2 जोड़ते हैं: यह प्रणाली के नोडों को संदेश-विनिमय से जोड़ता और ऊपरी-स्तर का लॉजिक कंट्रोलर से हटाता है। स्टैक का चुनाव इस पर बँधा है कि ग्राहक के पास कौन-सा उपकरण है, उल्टा नहीं। हर हाल में कोड ग्राहक की ख़ास मशीन के लिए लिखा और उसकी किनेमेटिक्स व फ़िक्सचर पर जाँचा जाता है।

ये उपकरण कब आए

RAPID भाषा ABB ने 1994 में S4 कंट्रोलर के साथ पेश की, पुराने ARLA की जगह, और तब से वह उनके मैनिपुलेटरों के लिए मुख्य बनी हुई है। Universal Robots की स्थापना 2005 में ओडेंसे (डेनमार्क) में हुई, पहला सीरियल कोबोट UR5 बाज़ार में 2008 में आया, और वह अपनी ही भाषा URScript से नियंत्रित होता है। ROS स्टैनफ़ोर्ड के STAIR प्रोजेक्ट से उपजा, कोड का पहला कमिट 7 नवंबर 2007 को Willow Garage में हुआ; अगली पीढ़ी ROS2 को पहला स्थिर रिलीज़ Ardent Apalone दिसंबर 2017 में मिला। ROS2 को रीयल-टाइम, सुरक्षा और बहु-मशीन प्रणालियों की औद्योगिक माँगों के लिए फिर से लिखा गया। ये तारीख़ें दिखाती हैं कि जिस स्टैक पर हम काम करते हैं, उसे उद्योग ने दो से तीन दशक तक परखा है।

यह हमें क्यों सौंपा जा सकता है

टीम का कुल अनुभव IT में 45 साल से अधिक है, और रोबोटों को हम तैयार बटन-दबावों का सेट नहीं, बल्कि इंजीनियरिंग कार्य की तरह देखते हैं। असली शुरुआत से पहले लॉजिक को सिमुलेशन में और खाली चलाकर परखा जाता है, ट्रैजेक्टरी व पैरामीटर ग्राहक के फ़िक्सचर पर जाँचे जाते हैं, और उसके बाद ही सेल धातु या कोटिंग पर निकलती है। हम उपकरण नहीं बनाते और ख़ुद वेल्ड नहीं करते: वेल्ड और पेंट ग्राहक की मशीन करती है, और हम प्रोग्राम की शुद्धता, कैलिब्रेशन और प्रक्रिया के दोहराव के ज़िम्मेदार हैं। हर प्रोजेक्ट के साथ बिंदुओं, गतियों व पैरामीटरों का दस्तावेज़ दिया जाता है ताकि लाइन को हमारे बिना संभाला और दोबारा सेट किया जा सके। यह क्रम वेल्डिंग या पेंटिंग सेल को काम में लाते समय स्क्रैप और ठहराव का ख़तरा घटाता है।